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麦汁营养组分（主要包括碳源和氮源）直接影响酵母的生理状态、发酵性能及风味物质代谢。现有的啤酒酿造技术已经实现了对碳源的合理控制,但对啤酒风味的典型性与一致性仍难以精准控制。究其原因主要是由于参与风味物质代谢的麦汁氮源,尤其是各氨基酸含量与比例的差异所致。此外,目前麦汁氨基酸对酵母发酵性能和风味物质代谢影响及调控机制的研究,多以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为主,无法用于指导异源多倍体的工业化Lager酵母的风味调控,因此亟需对Lager酵母的氮源利用及调控机制开展系统研究。本论文以工业Lager酵母（S.pastorianus）为研究对象,围绕麦汁氮源对工业Lager酵母发酵性能及氮代谢调控的影响开展相关研究。研究了不同氮源水平与氨基酸谱对Lager酵母发酵性能及风味代谢的影响,明确了麦汁中的关键氨基酸及其作用。在此基础上,进一步解析了关键氨基酸对Lager酵母发酵过程中氮代谢的调控机制,并明确了不同工业Lager酵母中氮代谢调控差异,以及不同发酵条件对Lager酵母发酵性能及氮代谢调控的影响,为啤酒酿造的氮源优化提供了理论依据和方法指导。论文主要研究内容和结果如下:（1）基于工业生产麦汁及发酵大数据,采用数学统计分析手段研究麦汁氨基酸谱波动对啤酒风味的影响;并通过氨基酸复配发酵实验,研究了麦汁氮源水平对Lager酵母S.pastorianus TT-1发酵性能及风味的影响。结果显示:不同工厂之间氨基酸谱存在差异,尤其是谷氨酸（Glu）含量差异显著（p<0.05）。同一工厂麦汁的α-氨基氮（FAN）水平可以稳定控制在201220 mg?L-1之间,但氨基酸谱及氨基酸吸收率波动较大,且氨基酸吸收率与麦汁氨基酸总量没有相关性。成品酒醇酯风味物质含量在不同工厂间也存在显著差异（p<0.05）。氨基酸复配发酵实验结果表明,在碳源及氨基酸总量一致的情况下,各氨基酸含量的变化会影响氨基酸吸收率及发酵产物的生成。因此为满足酵母对于麦汁氮源的营养需求及啤酒风味,除了控制麦汁FAN含量以外,还需控制麦汁中氨基酸的组成及含量。（2）基于Plackett-Burmann设计及氨基酸复配发酵实验,研究麦汁氨基酸谱对Lager酵母S.pastorianus TT-1氨基酸吸收、细胞增殖、啤酒风味及成熟度的影响,发现了麦汁中影响Lager酵母S.pastorianus TT-1生长代谢和风味物质形成的4种关键氨基酸:谷氨酸（Glu）、脯氨酸（Pro）、赖氨酸（Lys）及缬氨酸（Val）。进一步通过关键氨基酸的添加实验,确定了关键氨基酸对酵母生长、风味代谢的作用:谷氨酸和脯氨酸抑制酵母增殖及酵母对氨基酸的吸收;缬氨酸会促进高级醇的生成;赖氨酸会促进酵母增殖。（3）基于GeXP多重基因表达分析系统,建立了基于Lager酵母氮代谢相关基因的多重基因表达分析技术,包括Lager酵母不同来源（-Sc/-Sb）的24个氮代谢调控基因和30个氮源转运通透酶基因;利用此技术研究了关键氨基酸对Lager酵母氮源转运及代谢的转录调控机制。结果表明:不同氨基酸对Lager酵母S.pastorianus TT-1氮代谢的调控机制存在差异。Glu、Lys、Val作为Lager酵母的偏好型氮源,其添加会加强Lager酵母的氮代谢阻遏效应,而Pro虽然是非偏好型氮源,但其添加在对数生长后期也能加强对Lager酵母的氮代谢阻遏调控。关键氨基酸在对数生长中期通过NCR途径中的激活因子（Gat1p、Gln3p）/抑制因子（Dal80p）对Lager酵母S.pastorianus TT-1的氮源代谢进行调控,而在对数生长后期则主要是通过SPS感应系统及Tor1/2信号传导途径进行调控。不同氨基酸对酵母氮源转运通透酶的表达均存在不同程度的抑制。在酵母对数生长中期,4种关键氨基酸是通过抑制氮代谢转运通透酶基因（AGP1、ALP1、HIP1、GNP1、MEP2/3、DIP5、MUP1）的表达,从而抑制了Lager酵母对氮源的吸收。其中Lys和Val的抑制作用最强,Pro的抑制作用最弱。在酵母对数生长后期,Glu和Pro的抑制作用减弱。（4）在相同氨基酸组成及相同发酵条件下,研究了5种不同来源的工业化Lager酵母菌株在风味物质、氨基酸吸收以及氮源转运代谢相关基因表达的差异。结果表明,不同的Lager酵母都是通过调节NCR途径中GATA家族激活因子Gat1/Gln3、抑制因子Ure2、SPS感应系统相关基因的表达,进而调控氮源转运通透酶的转录,最终影响了酵母对麦汁氨基酸的吸收及风味物质的生成。但不同的Lager酵母,其发酵性能及氮代谢基因的表达上仍存在一定的差异。5株Lager酵母在双乙酰、戊二酮、乙醛及酯类风味的生成上无明显差异,但醇类风味差异明显。进一步通过对氮代谢调控及氨基酸转运通透酶基因表达的分析发现,TT-2、TT-3和TT-4菌株是通过降低氮代谢阻遏（上调GATA家族激活因子或下调GATA家族抑制因子及SPS感应蛋白的表达）,来提高氮源转运通透酶基因的表达,从而增加了氨基酸的吸收,提高了醇类风味物质的含量;TT-5菌株是通过加强氮代谢阻遏（下调GATA家族激活因子的表达）,抑制氮源转运通透酶基因的表达,从而降低了氮源的吸收,进而导致醇类物质含量的降低。（5）在氨基酸谱一致的前提下,在中试规模研究了酵母添加量、麦汁充氧、罐压、发酵温度等发酵条件,对Lager酵母S.pastorianus TT-1氨基酸代谢及风味的影响。结果表明:不同发酵条件会影响Lager酵母S.pastorianus TT-1的发酵性能和氨基酸代谢,其中氨基酸吸收、氮代谢调控基因及氮源转运通透酶基因的表达、风味物质代谢都存在差异,主酵压力的影响最大。其中,降低主酵温度和提高主酵压力是通过提高NCR效应激活因子（Gat1p、Gln3p）的表达,促进相关氮源转运通透酶的转录。增加酵母接种量则是通过提高NCR效应负调控因子（Dal80p、Gzf3p、Ure2p）的表达,以抑制氮转运通透酶基因的转录。此外,结合工厂实际生产的麦汁氨基酸谱数据及关键氨基酸的作用,确定了Lager酵母S.pastorianus TT-1的麦汁关键氨基酸的目标范围:Glu:6080 mg?L-1;Pro:350390 mg?L-1;Lys:75100 mg?L-1;Val:110140 mg?L-1,用于指导工厂的工艺改进。工厂在控制麦汁关键氨基酸含量后,成品酒的风味波动显著降低,且醇酯比的稳定性提高。